Question

我正在研究Haskell中的一个小概念项目，它需要一个循环缓冲区。我已经设法使用具有O（1）旋转的数组创建缓冲区，但当然需要O（N）来插入/删除。我发现使用列表的实现似乎需要O（1）进行插入和删除，但由于它保持左右列表，因此在旋转时越过某个边界将花费O（N）时间。在命令式语言中，我可以实现具有O（1）插入，删除和旋转的双向链接循环缓冲区。我认为这在像Haskell这样的纯函数式语言中是不可能的，但是我想知道我是不是错了。

Answer 1

如果您可以处理分摊的 O（1）操作，您可以使用容器包中的Data.Sequence或来自dequeue包的Data.Dequeue。前者使用finger trees，而后者使用Okasaki的Purely Functional Data Structures（在线版本here）中的“Banker's Dequeue”。

Answer 2

ST monad允许在Haskell中描述和执行命令式算法。您可以使用STRefs作为双向链表的可变指针。

使用ST执行使用runST描述的自包含算法。不同的runST个执行可能不会共享ST个数据结构（STRef，STArray，...）。

如果算法不是“自包含”且需要在其使用之间执行IO操作来维护数据结构，则可以使用stToIO在IO monad中访问它。

关于这是否纯粹功能 - 我猜它不是？

Answer 3

听起来你可能需要比这更复杂的东西（因为你提到了双链表），但也许这会有所帮助。此函数与可变循环列表的map类似：

mapOnCycling f = concat . tail . iterate (map f)

使用类似：

*Main> (+1) `mapOnCycling` [3,2,1]

[4,3,2,5,4,3,6,5,4,7,6,5,8,7,6,9,8,7,10,9...]

这是一个像mapAccumL：

的行为

mapAccumLOnCycling f acc xs = 
    let (acc', xs') =  mapAccumL f acc xs
     in xs' ++ mapAccumLOnCycling f acc' xs'

无论如何，如果你想详细说明你的数据结构究竟需要“做什么”，我真的很想听听它。

编辑：正如camccann所提到的那样，你可以使用Data.Sequence，根据文档应该给你O1的时间复杂度（是否存在O1摊销时间？）用于查看或添加序列左侧和右侧的元素，以及沿途修改末端。这是否具备您所需的性能，我不确定。

您可以将“当前位置”视为序列的左端。在这里，我们沿着一个序列来回穿梭，产生一个无限的价值列表。对不起，如果它没有编译，我目前没有GHC：

shuttle (viewl-> a <: as) = a : shuttle $ rotate (a+1 <| as)
    where rotate | even a    = rotateForward
                 | otherwise = rotateBack
          rotateBack (viewr-> as' :> a')    = a' <| as'
          rotateForward (viewl-> a' <: as') = as' |> a'

haskell中的O（1）循环缓冲区？

3 个答案: